Rappresentazione della misura

La qualità entra a far parte della scienza quando Bertrand Russel definisce la misura. Secondo il filosofo e matematico inglese, la misura è “una empirica ed oggettiva assegnazione di numeri a qualità di oggetti del mondo reale”.

Il concetto di qualità è formato come regola oggettiva per la classificazione di aspetti empiricamente osservabili di un insieme di oggetti mediante una famiglia di relazioni

oggettive individuabili in tale insieme. Si tratta di un processo di astrazione dalla realtà e di proiezione del mondo reale su quello numerico, che è l’elemento di unificazione della comunicazione scientifica. La scienza per definizione galileiana, è quella parte della filosofia che ricade sotto il principio di non contraddizione. Partendo da questa posizione, una volta proiettata la natura sui numeri, che sono gestiti dalle leggi matematiche sotto il principio di non contraddizione, questi formano una rappresentazione della realtà. La natura però è complicata. I misuristi cercano di risolvere quello che operativamente i filosofi non potrebbero risolvere: proiettare qualcosa su un numero. Nella definizione di Russel i termini “empirica” ed “oggettiva” sembrerebbero in contraddizione, ma in realtà non lo sono. Empirico: arbitrario, lo scienziato però deve sempre dire quello che fa per farsi capire. “Oggettivo”: una volta definita una grandezza arbitrariamente, sono vincolato a rispettare dei parametri oggettivi. Attenzione: la definizione empirica di una grandezza è possibile per un solo oggetto, quando ne ho un secondo, la misura di questo deve essere coerente con quanto detto in precedenza. Qualità: la definizione di una qualità è una definizione di genere, di specie (es. qualità meccaniche come lunghezza, spessore, ecc…) Secondo il professore polacco Ludwik Finkelstein (1929-2011), il concetto di qualità si forma come “regola oggettiva per la classificazione di aspetti empiricamente osservabili di un insieme di oggetti mediante una famiglia di relazioni oggettive identificate in questo insieme". Si viene così a creare un omomorfismo (che in algebra astratta è definito come un'applicazione tra due strutture algebriche dello stesso tipo che conserva le operazioni in esse definite) tra l’insieme degli oggetti aventi qualità fisica e l’insieme della rappresentazione numerica.

Un sistema relazionale empirico è un insieme che viene definito nel mondo reale degli oggetti in cui si può definire o verificare che tra gli elementi esistono delle relazioni ben precise, anch’esse costituenti un insieme astratto. La definizione del criterio con il quale si pongono gli oggetti nell’insieme stabilisce la qualità comune a tutti gli oggetti dell’insieme e che tutti gli oggetti supportano. Parallelamente, un insieme relazionale numerico è costituito da un insieme di numeri e da un insieme di relazioni che vengono riscontrate tra questi numeri.

La realtà fisica può essere rappresentata se c’è la possibilità di proiezione dell’insieme relazionale empirico sull’insieme relazionale numerico, tramite un’operazione di mappatura uno ad uno. La misura è quindi una proiezione della realtà che permette di coglierne un

aspetto particolarissimo in forma efficacissima, ma che, nell’operare in questo senso, non permette di conservare la realtà dell’oggetto.

Figura 26

Rappresentazione insiemistica del sistema relazionale empirico e numerico.

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Nell’ambito della qualità dell’olio extra vergine di oliva, l'Unione Europea, considerando l'essere umano il giudice ultimo del flavour, fornisce un metodo basato sul panel test che utilizza parametri descrittivi secondo il Regolamento nr.2568/91. I parametri sono molti ed hanno a che fare essenzialmente con il gusto e l'olfatto.

Figura 27

Rappresentazione insiemistica del sistema relazionale empirico e numerico per la qualità dell’olio extra vergine di oliva.

Tale procedura di misurazione non supporta la relazione tra gli oggetti e la relazione tra i numeri, e pertanto essa e non è completa.

La metodologia proposta parte dal presupposto che per il medesimo “oggetto olio”, come del resto tutti gli oggetti del mondo reale, si possono definire contemporaneamente più qualità, che possono essere misurate.

Figura 28

Rappresentazione insiemistica del sistema relazionale empirico e numerico per molteplici qualità.

L’operazione reale di misura è un procedimento estremamente complicato e delicato. Si tratta di stabilire una correlazione tra le manifestazioni della qualità e l’insieme dei numeri. La difficoltà dell’operazione di misura consiste essenzialmente nel separare la particolare manifestazione di qualità sull’oggetto che può presentarne altre che interferiscono con quella oggetto di indagine. Ciò comporta tutta una serie di ipotesi di lavoro ed il rispetto di una serie di norme specifiche che complicano molto il processo di misura. In questo caso la misura è eseguita tramite la sollecitazione di un sensore multiplo passivo, rappresentato dal pannellista.

Alla rappresentazione insiemistica prima illustrata, verrà poi aggiunto il processo di misura, in questo caso una misura strumentale con gascromatografo, in grado di definire nei sistemi relazionali numerici relativi alle varie qualità, grazie ad elaborazioni successive con reti neurali tarate su panel test di riferimento, oltre ai numeri, anche le relazioni tra di essi.

Figura 29

Schema generale della misura di molteplici qualità.

Tali relazioni aiutano ad individuare, nei sistemi relazionali empirici, delle relazioni che hanno similitudine formale con le operazioni di uguaglianza, maggioranza e minoranza. Tale procedura può essere ritenuta di affinamento interno o di “implosione” della conoscenza del mondo fisico.

Figura 30

La procedura di “implosione” della conoscenza del mondo fisico verrà favorita con l’impiego delle reti neurali non supervisionate, in grado di far cogliere, mediante rappresentazione grafica, le manifestazioni di qualità che sono ordinabili posizionalmente. La rappresentazione grafica unitaria ricalca peraltro il concetto di percezione unitaria dei sensi che avviene come sintesi dei molteplici sensi che intervengono nella percezione umana del cibo.

L’obiettivo della ricerca è anche l’individuazione di una procedura di disseminazione della metrologia estratta dal panel test, a partire da un certo numero di campioni, che rappresenta senz’altro l’espressine di una metrologia organolettica, seppure incompleta, ma sempre numericamente migliorabile.

Lo schema seguente anticipa ciò che sarà descritto più avanti e che, come si può vedere, prevede l’impiego di tutti gli strumenti precedentemente illustrati.

Il sistema metrologico viene tarato mediante i panel test eseguiti su un certo numero di oli campione, i cui gascromatogrammi rappresentano i valori di addestramento di una rete supervisionata. In cascata, una rete non supervisionata, tarata con i panel test dei suddetti campioni, proietta su una mappa di Kohonen le percezioni unitarie degli oli di riferimento.

Figura 31

Il processo di disseminazione metrologica degli standard prevede successivamente la possibilità, a partire da misure gascromatografiche sugli oli misurandi, di ottenere la mappatura di Kohonen della percezione unitaria stimata in base all’elaborazione neurale artificiale precedentemente addestrata.

Dalla mappatura si potranno individuare dei criteri di classificazione organolettica, individuati dalla rete neurale non supervisionata, non necessariamente intuibili da un osservatore esterno, che solitamente ragiona su modelli con qualità ortogonali. L'ortogonalità, se possibile, è fondamentale, in un Sistema di Unità di Misura, per ridurre il complesso processo di deposizione degli standard. La riduzione del numero di qualità nel Sistema di Unità di Misura, agevola la comprensione delle leggi fisiche coinvolte e consente di ottenere i valori di altre qualità mediante misurazione indiretta. L'obiettivo sarebbe quello di avere un insieme di oli extra vergine di oliva ortogonali nel Sistema di Unità di Misura specifico, partendo da diversi campioni.